EDA课程设计--数字跑表

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1、 一、设计题目及要求一、设计题目及要求 设计题目：数字跑表 要求：1 具有暂停，启动功能； 2 具有重新开始功能； 3 用六个数码管分别显示百分秒，秒和分钟。 二、设计过程及内容二、设计过程及内容 总体设计： 第一，对于要实现的暂停、启动和重新开始功能，需要有一个控制模 块完成相关控制。第二由题意可知需要一个分频模块，将实验箱提供的频 率转换为 100HZ 即数字跑表百分秒的频率。第三是计时模块，完成跑表 的百分秒、秒和分钟的计时功能。第四由于实验箱提供的数码显示是扫描 显示，这就需要一个选时模块。第五部分则是显示模块。 详细设计过程： 根据要求，将设计分成五个模块： 1、控制模块：使跑表具有

2、启动、暂停及重新开始的功能； 2、 分频模块： 将实验箱所提供的频率转换为设计题目所需要的 100HZ 的时钟脉冲； 3、计时模块：进行百分秒、秒、分的计时，并且将当前时间输出给 选时模块； 4、选时模块：从计时器得到当前时间输出给显示模块； 5、显示模块：通过数码管显示时间。 总图如下总图如下： 2 仿真波形：仿真波形： 第一个模块：控制模块第一个模块：控制模块 控制模块主要运用了两个 D 触发器，输入到触发器的时钟信号 CLK1 频率为 2.86Hz，对电路起到了防抖的功能。 START/STOP 为启动暂停按钮， 当跑表为 START 状态时 CLK 端为高 电平，Q 为 1，时钟信号输

3、出，当跑表为 STOP 状态时 CLK 端为低电平， Q 为 0，时钟信号不输出，从而实现开始和暂停的功能。与门可控制时钟 信号是否被输出到下一级。 RESET 端为全局清零按钮，接到控制模块和计时模块的清零端，负责 将计数器清零。当 RESET 为低电平时，控制模块和总计数器模块清零， 3 跑表重新开始工作。 电路图如下： 仿真波形：仿真波形： 第二个模块：分频模块第二个模块：分频模块 为了将实验箱提供的 1465HZ 转换成实验需要的 100HZ，我将 74161 接成 15 进制计数器，实现分频的功能，转换为 100HZ 的近似时钟信号。 然后将输出的时钟接入到计时模块。 电路图如下：

4、4 仿真波形：仿真波形： 第三个模块：计时模块第三个模块：计时模块 计时模块由一个 100 进制计数器和两个 60 进制计数器构成，从而实 现百分秒向秒、秒向分的计数功能需求。100 进制计数器和 60 进制计数 器均采用两个 74160，100 进制采用并行进位方式，60 进制采用整体置数 方式。从 100 进制计数器和 60 进制计数器这三个输出端分别接出八个端 口（百分秒、秒、分的个位及十位分别由四个二进制代码表示） ，将当前 时间代码输送给选时模块，以实现时间的选择和显示。(百分秒个位： H0A,H0B,H0C,H0D; 百 分 秒 十 位 ： H1A,H1B,H1C,H1D ； 秒

5、个 位 ： S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分个位： M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D.) 电路图如下：电路图如下： 5 仿真波形：仿真波形： 100 进制计数器（进制计数器（count100） ：） ： 6 仿真波形：仿真波形： 60 进制计数器（进制计数器（count60） ：） ： 仿真波形：仿真波形： 第四个模块：选时模块第四个模块：选时模块 选时模块由四个八选一数据选择器 74LS151 和一个地址选择器 74LS161 构成。 地址选择器 74LS161 接入一个 1465 HZ 的时钟信号，使能端和清零

6、 端接高电平，使其循环工作，产生的一组循环地址码接入到四个八选一数 据选择器 74LS151 上，使其对地址相同的一组数据进行选择，产生四个 二进制数 CA,CB,CC,CD，即为数码管所要显示的数字的编码。同时，地 址选择器 74LS161 产生一组循环地址码 a、b、c，接到数码管的地址端， 使其循环显示数字。 第一个 74LS151 上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二 进制的最低位（ H0A, H1A ,S0A,S1A, M0A, M1A）, 第二个 74LS151 上 的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制的次低位 （H0B,H1B ,S0B,S1B,M0B,M1B） , 第三个74LS151上的输入端为百分秒、 秒、 分个位及十位的四位二进制的第二位 （H0C,H1C ,S0C,S1C,M0C,M1C） , 7 第四个 74LS151 上的输入端为百分秒、秒、分个位及十位的四位二进制 的第一位（H0D,H1D ,S0D,S1D,M0D,M1D） ，通过这四个八位二进制数比 较器 74LS151 选出同一组数(百分秒个位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分